로드셀의 정확도 등급(accuracy grade)은 다음과 같은 기술 지표를 포함합니다.
- 비선형성(nonlinearity)
- 크리프(creep)
- 크리프 회복(creep recovery)
- 히스테리시스(hysteresis)
- 반복성(repeatability)
- 감도(sensitivity)
로드셀을 선택할 때 단순히 고급(high-grade) 제품만을 추구할 것이 아니라, 전자 저울의 정확도 요구 사항과 비용을 동시에 고려해야 합니다.
로드셀은 다양한 산업에서 사용되며, 산업별 요구 사항을 충족하기 위해 여러 형태의 로드셀이 존재합니다. 예를 들어:
- S형 로드셀(S-type load cell)
- 단일점 로드셀(Single-point load cell)
- 캐리버(cantilever) 빔 로드셀
- 스포크형(spoked) 로드셀
- 더블 쉬어 빔(Double shear beam) 로드셀
- 디스크형(disc) 로드셀
- 컬럼형(column) 로드셀
로드셀의 범위(range) 선택
로드셀의 측정 범위는 다음 요소를 종합하여 결정할 수 있습니다.
- 저울의 최대 계량 값(max weighing value)
- 선택한 로드셀 수
- 저울 자체의 자중(self-weight)
- 발생 가능한 최대 편심 하중(max eccentric load)
- 동적 하중 요인(dynamic load factor)의 종합 평가
일반적으로, 로드셀 범위가 각 로드셀에 할당되는 하중과 가까울수록 계량 정확도가 높아집니다.
하지만 실제 사용에서는 로드셀에 작용하는 하중이 계량 대상 외에도 자중, 용기 중량(tare weight), 편심 하중, 진동 충격(vibration/shock) 등 여러 요인을 포함하므로, 로드셀을 선택할 때는 이러한 모든 요소를 고려하여 안전성과 장수명을 확보해야 합니다.
로드셀 등급 선택 조건
로드셀 등급 선택 시 다음 두 가지 조건을 충족해야 합니다.
- 계측기 입력 요구 사항 충족
- 저울 표시기는 로드셀 출력 신호를 증폭(amplification)하고 A/D 변환 후 계량 결과를 표시합니다.
- 따라서 로드셀의 출력 신호는 표시기가 요구하는 입력 신호 크기 이상이어야 합니다.
- 로드셀의 출력 감도(output sensitivity)를 계측기와 로드셀 매칭 공식에 대입하여 계산한 값이 계측기 입력 감도(input sensitivity) 이상이어야 합니다.
- 이를 만족하는 로드셀은 계측기와 호환 가능하며 정확한 계량 결과를 표시할 수 있습니다.
- 전자 저울 전체 정확도 요구 사항 충족
- 전자 저울은 크게 **저울 본체, 로드셀, 표시기(display instrument)**로 구성됩니다.
- 로드셀 정확도를 선택할 때는 이론 계산값보다 약간 높은 정확도의 로드셀을 선택하는 것이 좋습니다.
- 이는 저울 본체 강도, 표시기 성능, 사용 환경 등 다양한 객관적 제한 조건이 이론값에 영향을 주기 때문입니다.
- 따라서 여러 요인을 고려하여 정확도 요구 사항을 상향 조정하고, 경제적 이익과 계량 목적 달성을 함께 고려해야 합니다.